Le case in legno resistono ai terremoti?

Le case in legno resistono ai terremoti?

Nella storia in generale, e nel nostro Paese, siamo pieni di eventi sismici (di media e piccola intensità) che hanno causato morte e distruzione, ma tutto questo si può e si deve evitare in futuro costruendo gli edifici che siano sotenibili e attenti alle tematiche ambientali ma anche realzzati con criteri antisismici.
Il problema che la tecnica e la normativa si trovano di fronte non è tanto quello di concepire strutture capaci di offriere la massima resistenza, ma piuttosto quello di commisurare le scelte progettuali al rischio sismico, tenendo anche conto delle probabilità che esso si verifichi.

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Edificio realizzato con struttura portante in legno
(foto di RachelW1 - Fonte: pixabay.com)

Generalità

Il terribile bilancio di vite umane e di distruzioni provocato da eventi sismici ha reso necessaria l'adozione di tutte le misure atte a salvaguardare la sicurezza delel persone e a limitare i danni alle cose. Gli studi condotti sull'argomento e le esperienze maturate consentono di realizzare strutture dotate di elevata capacità di sopportare e dissipare l'azione sismica, senza che siano compromesse le funzioni fondamentali della costruzione. E in questo ambito negli ultimi anni si sono approfondite sempre di più le ricerche a riguardo degli edifici in legno, in quanto il legno è un ottimo materiale in grado di resistere molto bene alle sollecitazioni e alle vibrazioni dei terremoti. Oggi con la tecnologia, i materiali, le conoscenze e i sistemi costruttivi moderni è possibile realizzare qualsiasi tipo di edificio, anche in legno, in grado di resistere ai terremoti. E' possibile in questo modo non solo salvaguardare l'edifico e la sua struttura, e quindi ridurre i danni e le macerie, ma soprattutto ridurre o addirittura azzerare i morti.

Prescrizioni e tipi di struttura per le costruzioni antisismiche

Per le costruzioni antisismiche occorre tener conto delle prescricioni riguardanti:
  • l'altezza massima degli edifici in realzione al sistema costruttivo adottato e al grado di sosmicità della zona e alle larghezze stradali;
  • le distnze minime consentite tra gli edifici e le modlaità di giunzione tra edifici contigui;
  • le azioni sismiche orizzontali e verticali da considerare nel dimensionamento degli elementi delle costruzioni e delle loro giunzioni;
  • il dimensionamento e la verifica delle diverse parti delle costruzioni;
  • le tipologie costruttive per le fondazioni e le parti in elevazione.

Le costruzioni antisismiche possono essere realizzate con i seguenti tipi di struttura:
  • struttura in muratura ordinaria o armata;
  • struttura intelaiata in calcestruzzo normale o precompresso, acciaio o entrambi i materiali;
  • struttura a pannelli portanti in calcestruzzo armato, realizzati in opera o prefabbricati;
  • struttura in legno per realizzazione di case ed edifici in legno.

In generale, qualunque sia il tipo di struttura, sono da evitare soluzioni con piante asimmetriche; in caso di piante molto articolate è necessario suddividere l'edificio in corpi di fabbrica, interponendo giunti opportunamente dimensionati, per evitare che si trasmettino sollecitazioni.


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Edificio realizzato in legno
(foto di Catkin - Fonte: pixabay.com)

I terremoti: come affrontare il problema

Il terremoto è un evento del tutto naturale che si verifica a intervalli irregolari, causato dallo scontro di placche terrstri e movimenti delle stesse che provocano terremoti oppure meremoti se lo scontro si verifica in mare o negli oceani. La conformazione stessa, così come la conosciamo noi, della superficie terrstre emersa dalle acque e le montagne stesse si sono formate da questi movimenti che provocano inevitabilemente scosse. Di fronte a questo fenomeno naturale l'unica cosa che può fare l'uomo è cercare di costruire in zone meno sismiche, aggiornare la mappature periodicamente, e cercare di costruire edifici antisismici con le tecniche più avanzate. Queste tecniche negli anni si sono sempre più perfezionate cosicchè oggi è possibile costruire edifici e addirittura gratacieli in grado di resistere ai terremoti. Paesi come il Giappone o gli Stati Uniti nella zona della faglia di Sant’Andrea sono i leader mondiali nelle costruzioni antisismiche. Dopo studi attenti degli ultimi anni è stato verificato e accertato che anche le case in legno resistono ai terremoti, perchè il legno è un materiale molto leggero ed elastico.

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Macerie di un edificio in muratura provocate da un terremoto
(foto di Angelo_Giordano - Fonte: pixabay.com)

Il legno come materiale per costruire edifici in zona sismica

Una delle forze della natura che l'uomo non può governare perchè imprevedibile sono i terremoti, causati dai movimenti delle placche terrestri e che producono onde di vibrazione del terreno che possono dar luogo a fenomeni di tipo sussultorio e/o ondulatorio. Da sempre paesi come Giappone o Nord America sono all'avanguardia in questo tema che da decenni è allo studio per limitare il più possibile i danni ed evitare i morti. Il terremoto purtroppo non possiamo prevederlo al 100% come non possiamo sapere che intensità avrà, ma la tecnologia, lo studio e l'avanzamento della scienza delle costruzioni fanno si che oggi è possibile realizzare edifici e grattacieli in grado di ressitere anche ai più potenti terremoti. Allo studio negli ultimi anni ci sono gli edifici in legno, in quanto il legno è un ottimo materiale da costruzione che si presta molto bene per realizzare case in legno che ressitono ai terremoti.

L'Italia, è un paese fortemente sismico (anche se l'intensità dei nostri terremoti non è paragonabile a quelle del Giappone o del Nord America) ma il nostro tessuto urbano e architettonico è assolutamente inadeguato per far fronte anche al piùdebole dei terremoti, e ogni volta che accade un evento ci sono moltissi danni e morti. Oggi gli edifici pubblici di nuova realzizazione, se ricadono in zona sismica devono essere progettati con criteri di sismicità, mentre molto lavoro c'è da fare per la messa in sicurezza di edifici storici e datati sia pubblici che privati.

E' dimostrato e garantito che le case in legno ressitono meglio ai terremoti di quelle realizzate in calcestruzzo armato o in acciaio. Con la tecnologia XLAM (brevetto italiano di un'azienda italiana) e il sistema della costruzione intelaiata ricoperta con pannelli OSB (Oriented Strand Board), è possibile garantire i livelli più avanzati di sicurezza sismica perché la rigidezza e la resistenza della struttura sono distribuite su tutta la costruzione e non sono concentrate in pochi punti (travi e pilstri).

I pannelli XLAM sono resistenti e rigidi, e grazie alla sua composizione a più strati incrociati (cioè ruotati ad angolo retto uno rispetto all'altro), sono in grado di assorbire e di trasmettere alle fondamenta sollecitazioni e forze provenienti da ogni direzione.

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Casa in legno costruita con pannelli X-Lam in grado di resistere ai terremoti
(foto di BetonWood srl - Fonte: flickr.com)

I vantaggi delle case in legno in ragione alle azioni del terremoto

Le case in legno presentano notevoli vantaggi che possiamo così elencare:
  • è molto più leggero degli altri materiali da costruzione come il calcestruzzo armato o l'acciaio, e quindi in caso di sima resiste molto meglio (le forze del terremoto sono proporzionali alla massa dell'elemento quindi essendo più leggero resiste meglio);
  • a parità di massa, la resistenza meccanica del legno è fra le migliori in assoluto e questo significa che le strutture in legno sono in grado di assorbire senza danni anche forze e sollecitazioni importanti;
  • oltre ad avere buona resistenza meccanica, il legno è naturalmente elastico e quindi sopporta facilmente una lieve deformazione assorbendo l'onda sismica;
  • L'edificio in legno in genere non è mai un corpo monolitico, ma formato da diversi elementi uniti tra loro attraverso giunti o connessioni meccaniche che contribuiscono a dissipare l'energia sprigionata dal sisma, evitando così il crollo della struttura;
  • in caso di danni le strutture in legno possono essere più facilmente sostituite o riparate.


Il progetto SOFIE: la casa di legno di sette piani che resiste ai sismi

Nel 2007 è stato messo appunto un progetto sperimentale di ricerca per dimostrare che le case in legno resistono ai terremoti meglio degli edifici in muratura. Il progetto chiamato SOFIE è stato ideato dal CNRIVALSA di San Michele all'Adige (TN): è stato realizzato un edificio in scala 1:1 interamente in legno, utilizzando i pannelli XLAM, alta 7 piani (24 metri di altezza). Una volta ralizzato il modello dell'edificio è stato simulato in laboratorio le oscillazioni con la stessa intensità del terremoto avvenuto nel 1995 a Kobe (considerato uno dei più distruttivi della storia) con una magnitudo di 7.2 della scala Richter, che provocò la morte di oltre seimila persone. Il progetto SOFIE, effettuato in Giappone presso il NIED (Istituto Nazionale di Ricerca sulla Prevenzione dei Disastri) paese leader in tema di terremoti,  è andato a buon fine perchè il modello sottoposto alla stessa carica del terremoto non solo ha ressitito ma è rimasto intatto, dimostrando che la combinazione dei pannelli XLAM con specifiche connessioni meccaniche sono ideali per resistere ai terremoti. E quindi si può dire che le case in legno resistono ai terremoti. Questa ricerca ha aggiunto un'ulterio vantaggio nella scelta del legno per realizzare gli edifici sostenibili ( oltre al migliore comfort abitativo, risparmio energetico e rispetto dell'ambente).


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